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电化学氧化法处理氨氮废水影响因素的研究

舒欣  
【摘要】:氨氮是水体中的一种重要的污染物质,随着经济社会以及人口的发展,排入水体中的氨氮越来越多,由于水体中过高的氨氮含量对生态环境的影响以及对生物、人体的危害,国家对氨氮制定了更严格的排放标准,因此需要一种对氨氮更加有效的处理技术。本文研究了电化学氧化法对人工配水进行静态实验。分别对其工艺条件、二维与三维电化学氧化的影响因素以及阳极材料与粒子电极材料进行分析。 通过正交实验考察阳极材料、阴极材料、电流密度、氯离子浓度、极板间距、沸石的添加和氨氮的初始浓度七项影响因素。在正交实验中,二维与三维反应均对氨氮有良好的去除效果,以反应时间30min为例,正交实验中的二维实验对氨氮的去除率在13%~100%,以硅炭素沸石为粒子电极的三维电极对氨氮的去除率在22%~93%,以改性沸石为粒子电极的三维电极对氨氮的去除率在28%~97%。说明只要有适宜的反应条件,电化学氧化法可以在较短的时间内对氨氮进行有效的处理。三者相比,以改性沸石作粒子电极的三维反应器效果更好。通过正交实验确定较佳的反应条件为氨氮初始浓度为20mg/L时,在三维体系下,以5mA/cm2电流密度,RuO2-IrO2-SnO2/Ti为阳极,钛网为阴极,氯离子浓度为200mg/L,粒子电极为改性沸石,在极板间距为1cm时运行。 由于改性沸石对氨氮的强吸附性,在应用于三维电极考察影响因素前对其进行处理。之后分别在相同的实验条件下考察初始氨氮浓度、电流密度与氯离子浓度在二维与三维电化学反应器内的影响。得出在二维条件下,氨氮与总氮的去除符合准零级反应动力学;三维条件下氨氮与总氮的去除符合准一级反应动力学。 对阳极材料与粒子电极的理化分析,证明电极材料的稳定性很好,适合应用于电化学反应器内。


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